分布式能源发电的应用现状和前景分析

穆士留　李亨

摘要：随着我国经济的迅猛发展，能源短缺问题日显突出，对于可再生清洁能源的利用成为了未来社会发展的必经之路。文章探讨了分布式能源发电的应用现状和前景，首先从分布式能源发电及其特征分析出发，然后从微型电网和分布式能源发电控制方法两个方面对分布式能源发电的应用现状进行了分析，最后对分布式能源发电的前景进行了展望。

关键词：分布式能源发电；可再生清洁能源；微型电网；能源供给；电能输送 文献标识码：A

中图分类号：TM611 文章编号：1009-2374（2015）14-0005-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.14.003

1 分布式能源发电及其特征

1.1 分布式能源发电概念界定

分布式能源发电是指运用多种分散性、可利用的清洁及可再生能源（诸如天阳能、地热、水能、生物能、潮汐能等）或者是结合地区特色获取便利的化石燃料进行供能及发电的技术。和传统的发电技术相比较，分布式能源发电具有高性能、低污染、成本低、耗损小等优点。一般情况下，由于受到各方面条件的约束，分布式能源发电规模较小，与用户邻近，同时也可以根据电网的需要选择性地进行电能的输送或者是通过直接的方式向周边地区进行负载供应电能。

1.2 分布式能源发电的特征

分布式能源发电的节能性是指由于分布式能源发电靠近用户端，可以最大程度上减少输送过程中带来的线损问题，其输送的稳定性也随之提高。

分布式能源发电的环保性主要是指对有害气体的排放（诸如一氧化碳、二氧化碳、硫化物、氮化物等）具有很大的抑制作用。原因在于分布式能源发电的原材料主要是太阳能、地热、水能、生物能、潮汐能等可再生能源以及天然气等清洁能源。另外，跟传统的发电相比，由于用户端的邻近使得发电电压等级处于一个相对较低的状态，从而分布式能源发电的电磁污染也显得

较低。

分布式能源发电的灵活性主要体现在分布式能源发电系统采用的大部分都是小型类资源，具有投资规模和建设周期较短的特点，可以在最短的时间内解决当地用户电力供不应求的问题，具有非常大的灵活性。

分布式能源发电的可靠性体现在分布式能源发电系统能够和用户电网密切配合，从而弥补了大型电网稳定性相对较差的问题。在电网迅速扩张建设的过程中，供电可靠性与稳定性成为了日常监管的难点与重点。发电规模过大直接增加了电厂和输电干线故障发生的频率。而分布式能源发电系统可以快速解决在发生电网崩溃或者是出现不可抗力因素情况下造成供电中断的问题，保障用户用电的稳定。

1.3 分布式能源发电的种类

分布式能源发电的种类主要包括了生物质功能技术、风力发电技术、太阳能光伏发电技术、水力发电技术以及地热发电技术。生物质功能技术的优点主要体现在具有非常巨大的资源保障功能，能够充分满足我国经济可持续发展对电力的需求。生物质功能技术能源的来源主要包括：（1）废弃物物质，例如农作物废料、林业废料、牲畜家禽粪便、生活垃圾等；（2）一种专门运用于能源产业生产而种植的能源植物，例如麻风树、桉树等；（3）农产品生物质，主要指农林原材料及

粮食。

风力发电技术是最成熟、最具有潜力以及最现代商业化前景发展的发电方式之一。风力发电技术主要是通过风能发电阻将风能转化成电能来实现发电过程。主要的机械构造包括风力机和发电机。由于风能具有非常大的不可控性，因此如何实现风机的输出功率调节是保障风力发电效率的关键。

太阳能光伏发电技术主要是利用光伏电池将太阳能直接转换成电能，具有不受地域限制、建设规模灵活、零污染、维护简单等优点。但是，由于太阳能光伏发电建设成本很高，在实际生活中普及程度不高。随着科技的不断进步，太阳能光伏发电技术将成为未来具有绝对竞争力的发电技术。

水力发电技术在我国运用的历史很早，主要还是归结于我国丰富的水资源，是一种可再生的清洁能源。依靠河流流量及落差为主要动力方式，借助于机械设备完成水能向电能的转换。水力发电技术具有启动快、可调性强等优点，成为了当前小型发电厂发展的主要方向。

地热发电技术是利用地下热水和热蒸汽为主要动力源的一种较为新型的发电技术，基本原理跟火力发电技术类似，将地热能转换成机械能，然后在实现机械能转换成为电能。相比于风能、太阳能灯清洁能源发电技术，地热发电技术不受天气、季节变化的影响，具有非常高的稳定性、持续性。从目前地热发电技术在我国的运用来看，我国对地热能的开发和利用并没有得到足够的重视，但是其未来发展的前景也是相当可观的。

2 分布式能源发电的应用现状

2.1 微型电网

微型电网也称为微网，是为了配电系统服务而出现的，可以在并网模式和孤岛模式中进行平稳转换。不仅可以降低分布式能源发电单元对主电网带来的多种负面影响，同时还可以保障各个发电单元更好的发挥出积极的辅助性作用。微型电网具有以下特点：（1）微型电网提供的应用分布式发电有效集成单元方式，可以继承和拥有以往分布式能源发电系统单独运行时的所有优点；（2）微型电网作为一个独立的整体，不会对已有的公用电网安全造成负面影响，也不会改变公用电网的运行方式；（3）微型电网在控制方式上非常灵活，对于分布式能源发电单元可以实现随时接入和断开，可以提供即插即用技术；（4）微型电网在进行孤岛模式时，即使上级网络出现的故障也可以继续运行当前的供电模式，保障供电的稳定性。

2.2 分布式能源发电控制方法

分布式能源发电控制方法包括基于电力电子技术的控制方法、基于多代理的控制方法。其中，在基于电力电子技术的控制方法下，分布式能源并网只需要通过电力电子器件将发电单元借助于合理的控制策略，就可以实现电能上网操作。与传统的电力系统的控制理念相比较，基于电力电子技术的控制方法在含有能量管理的控制理念上具有非常大的优势。

基于多代理的控制方法可以促进风光互补混合发电系统的电压优化控制协调技术的实现，从而保障发电电压的可靠与稳定，最终保障供电的平稳。一般情况下，基于多代理的控制系统主要由控制代理、数据库代理、发电单元代理以及用户代理等方面构成。

3 分布式能源发电的前景展望

结合我国当前分布式能源发电的具体运用情况来看，有必要多学习发达国家的先进技术来科学地规划我国分布式能源发电的发展方面。例如，丹麦的第一家热电联产工厂早在1903年就开始运行，为65%之多的丹麦居民提供了社区电能和供热。分布式能源发电运用到我国甚至是世界电网中仍然是未来的一个基本发展方向，能够充分解决环境污染、能源短缺的问题，同时也可以解决全球性的气候变化难题。为此，在能源越来越紧缺的背景下，实现分布式能源供给、采用清洁可再生能源应该得到高度的重视，实现我国经济的健康、可持续

发展。

参考文献

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（责任编辑：周 琼）